XXX公園自動(dòng)灌溉系統(tǒng)

設(shè)

計(jì)

說

明

書

二0年七月

目錄

目錄..............................................................2

第一章基本資料..................................................3

一、設(shè)計(jì)依據(jù)................................................................3

二、概況.....................................................................3

第二章灌溉系統(tǒng)設(shè)備選型..........................................5

一.灌溉系統(tǒng)組成...........................................................5

二.灌溉系統(tǒng)主要組成部分說明...............................................6

2.1、首部設(shè)備............................................................6

2.2、灌溉管網(wǎng)............................................................7

2.3、灌溉設(shè)備............................................................7

2.4、灌溉自動(dòng)控制系統(tǒng)...................................................10

2.5、其他設(shè)備...........................................................15

第三章灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì).............................................17

一、灌溉系統(tǒng)布置...........................................................17

二、灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)及校核.....................................................17

第一章基本資料

一、設(shè)計(jì)依據(jù)

1、灌溉對(duì)象為XXX公園整個(gè)綠化種植區(qū)域，參考XXX整體規(guī)劃匡、植物種

植圖和地形圖。

2、設(shè)計(jì)規(guī)范和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

《噴灌工程技術(shù)規(guī)范》(GB/T50085-2007)

《農(nóng)田低壓管道輸水灌溉工程技術(shù)規(guī)范》(GB/T20203-2006)

《設(shè)施農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉工程技術(shù)規(guī)程》(DB11/T557-2008)

《節(jié)水灌溉工程技術(shù)規(guī)范》(GB50363-2006)

《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50013-2006)

《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》GB5084-92

二、概況

1.地形特點(diǎn)

XXX公園位于縣城北部新城和舊城交接處，占地310畝。整個(gè)公園地勢

起伏較大，最大高差達(dá)到60米。

2.土壤資料

主要以紅壤和黃壤為主，土壤中腐殖質(zhì)較少，粘性大，加之園區(qū)坡度起

伏大，極易形成地表徑流。

3.氣象資料

鄰水縣地處四川省東部，以丘陵型地貌為主，屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤

氣候。年平均氣候在18C左右，冬季最低氣溫平均在6-8C,夏季炎熱，

七月氣溫均時(shí)常在35度以上。極端氣溫最高43℃,最低-2℃,日照總

時(shí)數(shù)1000-1200小時(shí)，冬暖夏熱，無霜期長、雨量充沛、常年降雨量

1000—1450毫米，春夏之交夜雨尤甚。

5.水源資料

本項(xiàng)目提取灌溝污水加壓引入公園內(nèi)，在公園內(nèi)建造蓄水泵站，通過二

次水處理作為整個(gè)灌溉系統(tǒng)的水源。同時(shí)，考慮到灌溝缺水或者夏季高峰用

水量過大等特殊情況，將引入市政水作為備用水源。

6.電源資料

現(xiàn)場必須設(shè)置穩(wěn)定的三相電源，電壓要求根據(jù)現(xiàn)場情況及水泵要求來確定;

到泵站的輸電線路必須安全可靠。

第二章灌溉系統(tǒng)設(shè)備選型

一.灌溉系統(tǒng)組成

根據(jù)以上地形，氣象，土壤，水源的具體情況，特確定從水源到噴頭，XXX

的中控灌溉系統(tǒng)組成如下：

中央控制灌溉系統(tǒng)如圖所示：

這個(gè)系統(tǒng)中，主要是兩部分，水源，管路及灌水器系統(tǒng)，和中央控制系統(tǒng)。

蓄水池的水源經(jīng)過泵站的加壓過濾之后，經(jīng)管道流向各個(gè)灌區(qū)的電磁閥，電磁

閥在中央控制器的控制下，按需定時(shí)打開相應(yīng)的電磁閥，經(jīng)噴頭將水噴灌到植

被區(qū)域進(jìn)行灌溉。每個(gè)電磁閥負(fù)責(zé)一個(gè)灌區(qū)，所有的電磁閥在中央控制器的控

制下，按序依次進(jìn)行打開輪灌，自動(dòng)完成對(duì)公園綠化帶的灌溉。同時(shí)，基于ET

值的氣象系統(tǒng)將適時(shí)的監(jiān)測植物的蒸發(fā)蒸騰量，太陽輻射強(qiáng)度以及降水強(qiáng)度，

對(duì)極端的天氣的灌溉進(jìn)行干預(yù)。從而達(dá)到按需自動(dòng)灌溉，節(jié)水高效，節(jié)省勞力,

精準(zhǔn)灌溉，保證植被的正常生長。

二.灌溉系統(tǒng)主要組成部分說明

2.1、首部設(shè)備

由于水源是非市政水，這個(gè)水必須經(jīng)過加壓過濾之后，水質(zhì)才能達(dá)到灌

溉要求，所以需在首部配備專用泵站：包含水泵、水泵安裝基座，變頻控制柜

和過濾器，首部采用變頻調(diào)速智能水泵，實(shí)現(xiàn)節(jié)水、節(jié)電、節(jié)省人力，最終達(dá)

到高效率的運(yùn)行目的。水泵取水口位置盡量選擇在淤積少的位置，并做好初步

過濾保證取水的潔凈和穩(wěn)定。過濾器安裝在水泵出口，根據(jù)用水要求配備過流

量相匹配的過濾器。

泵站配置的泵組采用2臺(tái)水泵一組，輪流啟動(dòng)，以減低長時(shí)間運(yùn)行的疲

勞損耗。同時(shí)，在特殊時(shí)候全部啟動(dòng)，滿足用水量大時(shí)的需求。（右圖：參考

圖片）

考慮到整個(gè)首部泵站設(shè)備對(duì)整個(gè)灌溉系統(tǒng)起著至關(guān)重要的作用，建議首

部系統(tǒng)選型需具備以下功能：

1、泵站的控制系統(tǒng)采用變頻控制，根據(jù)灌溉系統(tǒng)用水量對(duì)泵的轉(zhuǎn)速進(jìn)行

合理優(yōu)化,保證系統(tǒng)高效的運(yùn)行。變頻器選用西門子或者ABB等國際知名品牌

2、泵站系統(tǒng)應(yīng)有多重的保護(hù)功能，諸如：水位過低、流量過大、異常超

壓、電源相序錯(cuò)、缺相、超壓欠壓、電機(jī)過載、壓力傳感器斷線、電源意外中

斷、過濾器故障等非正常情況下的自動(dòng)報(bào)警和系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉功能，以及短信通

知等智能化功能。以保證因上述非正常情況導(dǎo)致的系統(tǒng)損壞、管道破裂并由此

導(dǎo)致的園區(qū)景觀破壞。

3、為保證水質(zhì)，經(jīng)過初步過濾后，建議在泵站進(jìn)行二次過濾。同時(shí)，為

了避免人為判斷過濾器雜質(zhì)含量的錯(cuò)誤，泵站過濾器采用含有自動(dòng)反沖洗功能

的過濾器，過濾器工作水流方向與沖洗方向相反。過濾器通過設(shè)定進(jìn)水和出水

壓力差，當(dāng)壓差達(dá)到設(shè)定值時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)反沖洗功能。

4.考慮到管道的復(fù)雜性，建議泵站含有啟動(dòng)壓力逐步給壓的功能，確保噴

灌管道安全運(yùn)行。

2.2、灌溉管網(wǎng)

綜合考慮以后園區(qū)的維護(hù)、日常施肥、鋤草等作業(yè)以及現(xiàn)場土質(zhì)情況，灌

溉系統(tǒng)管道干管埋深不小于60cm,分干管和支管埋深不少于40cm。

灌溉供水管道全部采用PE給水管，耐壓等級(jí)不低于1.25MPa。管件為熱熔

連接，管道與閥門、金屬管之間的連接采用法蘭或活接頭連接。該管路系統(tǒng)密

封性較好，但施工時(shí)需要熱熔機(jī)輔助安裝，施工現(xiàn)場需要通電供熱熔機(jī)使用。

與閥門連接時(shí)采用活接頭連接，比較便利。

2.3、灌溉設(shè)備

2.3.1、噴頭

由于園區(qū)實(shí)際地形起伏較大，部分種植區(qū)坡度較大，土壤滲水性差，若

灌水強(qiáng)度大，極易造成地表徑流。同時(shí)，從經(jīng)濟(jì)性和現(xiàn)場施工角度出發(fā)，選擇

噴灌強(qiáng)度低，射程較大的噴頭進(jìn)行布置。

MP(強(qiáng)度匹配)旋轉(zhuǎn)射線噴頭：

1).最大射程超過9米，根據(jù)實(shí)際情況布置間距(8-10)米。

3).應(yīng)具備角度可調(diào)功能，避免系統(tǒng)工作時(shí)噴頭的水撒向路面行人。

4).需要兼顧噴灑的景觀性和抗風(fēng)性、噴灌的均勻性。

PGP地埋式旋轉(zhuǎn)噴頭

對(duì)于較平坦的地方，應(yīng)選擇射程超過9米的射程相對(duì)大的旋轉(zhuǎn)噴頭。

1).最大射程要求超過15米，減少管道的安裝量和施工量。

2).噴灑角度可調(diào)與角度恢復(fù)功能?？紤]到XXX開放性公園的定位，游人

難免有好奇者會(huì)時(shí)常將噴頭亂擰所造成噴頭的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)損壞，角度恢復(fù)功能能

減少上述事情發(fā)生后噴頭修復(fù)的時(shí)間。

2.3.2、取水器：快速取水閥（1”內(nèi)螺紋接口、黃銅）

用途：用于人工臨時(shí)取水。在樹木較多或其他噴灌受到限制的地方采用人工補(bǔ)

水。

特點(diǎn)：取水閥由閥體、鑰匙桿、彎頭組成。

閥體未經(jīng)鑰匙桿則打不開。

閥體帶有頂蓋，以防異物進(jìn)入。

2.4、灌溉自動(dòng)控制系統(tǒng)

灌溉系統(tǒng)是否高效，及時(shí)，按時(shí)，按需進(jìn)行供水，使植被始終生長于優(yōu)異

的土壤水，氣比例中，與灌溉系統(tǒng)中的自動(dòng)控制系統(tǒng)有著直接的關(guān)系，為了使

園區(qū)的灌溉達(dá)到最優(yōu)的效果：設(shè)計(jì)采用中央控制系統(tǒng)，根據(jù)氣象站采集土壤,

植物，氣候的綜合結(jié)果，自動(dòng)分析調(diào)整灌溉制度，決定何時(shí)灌，每次灌多少。

保證高質(zhì)高效的進(jìn)行灌溉。

2.4?1、中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

中央計(jì)算機(jī)灌溉管理與監(jiān)測系統(tǒng)，對(duì)多個(gè)灌溉子系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制，編制

灌水日期、灌水延續(xù)時(shí)間、灌水開始時(shí)間等等，均由一臺(tái)計(jì)算機(jī)完成。其監(jiān)測

功能，是對(duì)有關(guān)的變化參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測。通過選配流量傳感器、降雨傳感器、風(fēng)

力傳感器等，系統(tǒng)即可對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，若參數(shù)超出了設(shè)定范圍，將

自動(dòng)做出反應(yīng)，如中斷系統(tǒng)的運(yùn)行。

選擇中文版本中央控制系統(tǒng)，可以根據(jù)操作者實(shí)際需要選擇加載實(shí)際地形

圖，GOOLE衛(wèi)星地圖或者CAD版本的噴灌布置圖。直觀明了的進(jìn)行室內(nèi)控制。

1).考慮到將來管理者英語能力高低不一，中央控制系統(tǒng)選擇進(jìn)口中文版本。

2).為了便于將來系統(tǒng)擴(kuò)展，中央控制系統(tǒng)與其他新增子灌溉系統(tǒng)可進(jìn)行有

線通信電纜、電話線、無線電話能多種通信傳輸渠道。

2.4.2、田間灌溉控制器與解碼器系統(tǒng)

為了彌補(bǔ)中央控制系統(tǒng)在實(shí)際管理中操作會(huì)出現(xiàn)有出現(xiàn)脫離實(shí)際的可能。

整個(gè)灌溉系統(tǒng)采用中央控制系統(tǒng)與田間控制器相結(jié)合管理的辦法進(jìn)行。整個(gè)系

統(tǒng)管理者在現(xiàn)場巡場時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況運(yùn)用田間控制器對(duì)現(xiàn)場進(jìn)行人為干

預(yù)，避免漏噴、灌溉不及時(shí)或者不足等特殊情況發(fā)生時(shí)還需要返回中控室進(jìn)行

操作。

另外，避免因?yàn)橹锌叵到y(tǒng)中毒或者死機(jī)等特殊情況發(fā)生時(shí)導(dǎo)致的整個(gè)灌溉

系統(tǒng)癱瘓。上述情況發(fā)生時(shí)，可以直接用田間控制器進(jìn)行控制。

解碼器系統(tǒng)：

田間控制器通過解碼器與噴灌末端噴頭的控制閥門相連。

解碼器系統(tǒng)是一個(gè)在國外被廣泛應(yīng)用的控制系統(tǒng)。對(duì)于原來傳統(tǒng)的有

線控制系統(tǒng)，從每個(gè)電磁閥到控制器都需要一根14#的信號(hào)線（2.08mm2）

和一根12#的公共線（3.31mm2）,而且鋪設(shè)距離必須在1km以內(nèi)。如果電

磁閥較多，到達(dá)控制器的地方就會(huì)有一大捆的信號(hào)線。而解碼器的兩線系

統(tǒng)正是解決了這個(gè)問題，只需要將所有電磁閥和控制器用一根雙絞線串聯(lián)

起來即可雙絞線通過解碼器與電磁閥相連接，而且14#雙絞線的鋪設(shè)距離

可達(dá)3km。優(yōu)良的性能正是解碼器被廣泛應(yīng)用的前提條件。具體解碼器系

統(tǒng)特點(diǎn)如下：

?兩線系統(tǒng)，大大減少了灌溉系統(tǒng)信號(hào)線的鋪設(shè)量。大約能減少系統(tǒng)

40%的鋪設(shè)量。

?雙絞線具有更好的延展性和抗干擾性，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

?解碼器具有更好的抗雷擊性能。

?系統(tǒng)可擴(kuò)展能力強(qiáng)。只要需要，在兩線回路上的任何一點(diǎn)，都可以隨

時(shí)通過連接解碼器來增加站點(diǎn)，把對(duì)景觀的破壞減到最小。解碼器的

兩線回路可任意分叉(“T”型連接)，從電磁閥到控制器無需重新挖

溝，只需將新增解碼器鏈接到最近的雙絞線上。

?由于系統(tǒng)為兩線系統(tǒng)，診斷和排除故障更加便捷。

綜上所述，本項(xiàng)目計(jì)算機(jī)灌溉控制系統(tǒng)不意圖如左所示：

綜述：

1).中控結(jié)合田間控制器的解碼器控制方式；通過具有ET值采集計(jì)算的

氣象站進(jìn)行干預(yù)；解碼器需要有接地功能。

2).為了避免停電的等情況發(fā)生時(shí)，真?zhèn)€灌溉系統(tǒng)無法關(guān)閉，控制系統(tǒng)末

端輸出信號(hào)采用交流電磁頭接收。

3).采用中文界面中控系統(tǒng)，方便操作。

2.4.3、電磁閥

1).承壓不小于1.OMPa.

2).電磁閥應(yīng)具有流量控制手柄，在一個(gè)系統(tǒng)中可以調(diào)節(jié)每一個(gè)區(qū)域的流量。

3).考慮園區(qū)高差起伏較大，考慮到整個(gè)噴頭的穩(wěn)定和噴灑的均勻性，電磁

閥有壓力調(diào)節(jié)器接入功能，便于后期根據(jù)實(shí)際情況在部分區(qū)域選擇加裝壓力調(diào)

節(jié)器。精確控制系統(tǒng)的壓力

PGV系列電磁閥壓力調(diào)節(jié)器

2.4.4、基于ET值的氣象系統(tǒng)(ET系統(tǒng))

ET系統(tǒng)是灌溉系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能運(yùn)行的關(guān)鍵，根據(jù)自身測得的氣象資料計(jì)算出

蒸發(fā)量，再輸送給中控，自動(dòng)調(diào)整節(jié)灌溉時(shí)間，從而達(dá)到真正有效的節(jié)水。

其運(yùn)行理念為，測算當(dāng)前的氣候條件，根據(jù)修正的彭曼一蒙特斯公式進(jìn)行

計(jì)算，得出植物與土壤水份損失，運(yùn)用MAD(容許耗水量)的概念，將土壤含

水量保持在滿足植物生長的最佳狀態(tài)，不浪費(fèi)水。ET系統(tǒng)的特性如下：

2.4.5.遠(yuǎn)距離遙控器

遠(yuǎn)程遙控器是安裝在控制器上用來遙控啟閉灌溉系統(tǒng)的裝置，便于檢修維

護(hù)和特殊時(shí)候單個(gè)站點(diǎn)需要灌溉時(shí)獨(dú)立啟動(dòng)，靈活便利地控制灌溉系統(tǒng)。對(duì)于

臨時(shí)，機(jī)動(dòng)的補(bǔ)充水提供了極大地便利。建議遙控距離不低于3K無需開通

頻道。

2.5、其他設(shè)備

灌溉系統(tǒng)需要安裝一些防護(hù)設(shè)備，以保護(hù)灌溉設(shè)備和供水管網(wǎng)。

1).主管檢修閘閥：

切斷主管將管道系統(tǒng)分成幾個(gè)相對(duì)獨(dú)立的部分，便于對(duì)部分管路進(jìn)行維修。

2).泄水閘閥:

泄水閥安裝在管道相對(duì)較低的位置，干管和支管上分別安裝。便于管道維

修時(shí)排放管道內(nèi)余水。

泄水閥安裝位置附近若有排水管道或暗溝等排水設(shè)施，則可使用管道連接

排水系統(tǒng)直接排入其中，若沒有排水設(shè)施，則可安裝在專用閥門箱內(nèi)，閥箱基

座采用磚砌，底部放置20cm厚粒徑為8mm左右的鵝卵石或砂石，防止泄水時(shí)直

接沖刷土壤。

3).空氣閥:

分為自動(dòng)進(jìn)排氣閥和排氣閥，保證系統(tǒng)的安全性。在泄水時(shí)進(jìn)氣，避免排

水時(shí)產(chǎn)生負(fù)壓而不能排空管道；灌溉時(shí)快速釋放管內(nèi)空氣，防止管道內(nèi)空

氣對(duì)水流產(chǎn)生影響，同時(shí)避免壓力過大而爆管。

第三章灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)

一、灌溉系統(tǒng)布置

灌溉系統(tǒng)布置詳見：附圖一《噴灌系統(tǒng)給水平面圖》、附圖二《噴灌系統(tǒng)電

氣平面圖》、附圖三《設(shè)備安裝示意及節(jié)點(diǎn)圖》(一、二)。

二、灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)及校核

1、噴頭布置間距及噴灌強(qiáng)度校核

設(shè)計(jì)噴頭參數(shù)及性能如下：

工作壓力流量射程

噴頭類型噴灑角度噴灌強(qiáng)度(mm/h)

(kpa)m3/hm

MP旋轉(zhuǎn)射線噴頭180°2.750.4139.110

MP旋轉(zhuǎn)射線噴頭360°2.750.8259.110

PGP旋轉(zhuǎn)噴頭50-360°可調(diào)31.141313

注：1.因本項(xiàng)目地勢變化較大，在園區(qū)中，較低處的噴頭均加止溢閥，防止因管道高差導(dǎo)致管道

水通過噴頭外滲

2.噴頭安裝采用較接連接，全為地埋式噴頭，提高美觀度，便于后期養(yǎng)護(hù)作業(yè)。

3.部分壓力過大區(qū)域在電池閥上安裝壓力調(diào)節(jié)器，保證噴頭在正常壓力范圍內(nèi)工作。

綜合考慮上面兩款噴頭的，每個(gè)分區(qū)的噴灌強(qiáng)度平均值大致可設(shè)定在

P=llmm/h。因?yàn)楣鄥^(qū)土壤為砂壤土和壤土為主，土壤的允許噴灌強(qiáng)度為13nmi/h,

灌區(qū)劃分輪灌組時(shí)考慮了高差影響，允許噴灌強(qiáng)度有所降低，設(shè)計(jì)噴灌強(qiáng)度滿

足土壤入滲的要求，不會(huì)產(chǎn)生地面徑流。

2、確定輪灌制度及水源供水能力校核

1).劃分原則：

(1)最大輪灌區(qū)的需水量必須小于或等于水源的設(shè)計(jì)供水量，即：

Q輪maxQ供

(2)各輪灌區(qū)的需水量接近，保證供水設(shè)備和干管能夠在比較穩(wěn)定的狀況

下工作；

（3）將需水量相同的植物劃分在同一個(gè)輪灌區(qū)里，以便在綠地養(yǎng)護(hù)時(shí)對(duì)需

水量相同的植物實(shí)施等量灌水。

2）.劃分步聚：

（1）根據(jù)給水平面布置圖，共計(jì)電磁閥162個(gè)（每個(gè)電磁閥控制流量5-20

m3/h）,根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況和地形走勢，將其分為兩個(gè)田間控制器控制。為保證

管路工作的正常，避免水流在官網(wǎng)分配的不合理性，減少不必要的水力損失。

將輪灌組